《高分子物理》课程教学资源（PPT讲稿）每章重点_第五章重点及习题

第五章聚合物的非晶态 赵金平

第五章 聚合物的非晶态 赵金平

高分子的结构 Structure of Polymers 链结构 聚集态结构 织态结构 Chain Structure Aggregate Structure Morphology 无定型态结构 晶态结构 Amorphous structure Crystalline Structure

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高分子的 聚合物的基 链结构 本性能特点 的内在因素 材料的性能 直接决定 高分子的 凝聚态结构 聚合物的 本体性质 控制成型 预定材料 预定材料 加工条件 结构 性能 05:36

05:36 高分子的 凝聚态结构 直接决定 聚合物的 本体性质 材料的性能 控制成型 加工条件 预定材料 结构 预定材料 性能 高分子的 链结构 聚合物的基 本性能特点 的内在因素

液体（溶液熔体） 晶态 高分子凝聚态： 固体 非晶态 指高分子链之间 液晶态 的几何排列 和 堆砌状态 取向结构 织态结构 05:36

05:36 液体（溶液 熔体） 固体 晶态 非晶态 液晶态 取向结构 高分子凝聚态： 指高分子链之间 的 几何排列 和 堆砌状态 织态结构

重点一、非晶态聚合物的结构模型 在非晶态聚合物中，高分子链无论在0 溶剂或者本体中，均具有相同的旋转 无规线团模型 半径，呈现无扰的高斯线团状态。 认为非晶聚合物中具有3~10nm范围的 两相球粒模型 局部有序性。 掌握两种模型的具体描述及结构特点

重点一、非晶态聚合物的结构模型 无规线团模型 在非晶态聚合物中，高分子链无论在 溶剂或者本体中，均具有相同的旋转 半径，呈现无扰的高斯线团状态。 认为非晶聚合物中具有3~10nm范围的 两相球粒模型 局部有序性。 掌握两种模型的具体描述及结构特点

重点二、聚合物的力学状态及分子运动 形变 玻 玻璃化转变区 黏流态转 黏 胶 弹 璃 变区 流 两区三态 态 态 特点及 分子运动 T 温度 as transition temperature 玻璃化转变温度 T一viscosity flow temperature黏流温度

Tg Tf 形变 温度 玻 璃 态 橡 高 胶 弹 态 态 玻 璃 化 转 变 区 黏 流 态 黏 流 态 转 变 区 Tg – glass transition temperature 玻璃化转变温度 Tf – viscosity flow temperature 黏流温度 两区三态 6 特点及 分子运动 重点二、聚合物的力学状态及分子运动

各种运动单元的运动方式 大尺寸 运动单元 高分子链的整体运动 小尺寸 高分子热运动 链段运动 运动单 的四种类型 元 侧基、支链、链节 晶区内的分子运动 05:36

05:36 高分子热运动 的四种类型 高分子链的整体运动 链 段 运 动 侧基、支链、链节 晶区内的分子运动 大尺寸 运动单元 小尺寸 运动单 元 各种运动单元的运动方式

Time-Temperature superposition时温等效 高聚物的同一力学松弛现象可以在 较高的温度、较短的时间观察到(（或较高的作用频率) 较低的温度、较长时间内观察到 因此，升高温度与延长观察时间对分子运动是等效 的，对高聚物的粘弹行为也是等效的。 掌握非晶态聚合物的温度-形变曲线，掌握每个阶段 的具体特点及分子运动方式，掌握分子运动的时间 及温度依赖性及时温等效原理。 05:36

05:36 高聚物的同一力学松弛现象 可以在 较高的温度、较短的时间观察到（或较高的作用频率） 较低的温度、较长时间内观察到 因此，升高温度与延长观察时间对分子运动是等效 的，对高聚物的粘弹行为也是等效的。 Time-Temperature superposition 时温等效 掌握非晶态聚合物的温度-形变曲线，掌握每个阶段 的具体特点及分子运动方式，掌握分子运动的时间 及温度依赖性及时温等效原理

重点三、聚合物的玻璃化转变 1、玻璃化转变的实质 某些液体在温度迅速下降时被固化成为玻璃态而不发生结 晶作用，这就叫做玻璃化转变。发生玻璃化转变的温度叫做 玻璃化温度，记作T。 链段运动随温度的降低被冻结或随温度的升高被激发。 ~玻璃化转变引起物理力学性能（如形变、模量、比容、比 热、热膨胀系数、导热系数、折射率、介电常数等)表现 出突变或不连续的变化。利用这些变化可以研究玻璃化转 变

重点三、聚合物的玻璃化转变 1、玻璃化转变的实质 ➢ 某些液体在温度迅速下降时被固化成为玻璃态而不发生结 晶作用, 这就叫做玻璃化转变。发生玻璃化转变的温度叫做 玻璃化温度，记作Tg ➢ 链段运动随温度的降低被冻结或随温度的升高被激发。 ➢ 玻璃化转变引起物理力学性能（如形变、模量、比容、比 热、热膨胀系数、导热系数、折射率、介电常数等）表现 出突变或不连续的变化。利用这些变化可以研究玻璃化转 变

重点三、聚合物的玻璃化转变 2、玻璃化转变的测试方法 >膨胀计法 >折光率-温度 >量热法 >扩散系数 >温度-形变法 >核磁共振 掌握玻璃化转变的实质，并且掌握典型的测试方法

2、玻璃化转变的测试方法 ➢ 膨胀计法 ➢ 量热法 ➢ 温度-形变法 重点三、聚合物的玻璃化转变 掌握玻璃化转变的实质，并且掌握典型的测试方法 ➢ 折光率-温度 ➢ 扩散系数 ➢ 核磁共振